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iOS中Runtime的幾種基本用法記錄(必看)

Runtime顧名思義執行時,就是系統在執行的時候的一些機制,最主要的是訊息機制。下面這篇文章主要給大家介紹了關於iOS中Runtime的幾種基本用法,文中通過示例程式碼介紹的非常詳細,需要的朋友下面隨著小編來一起學習學習吧

Runtime 介紹

這不是一遍介紹關於Runtime實現細節的文章,而是怎麼利用Objective-C提供的Runtime API進行開發的文章!

Objective-C擁有相當多的動態特性,這些特性在執行程式時候發揮作用.

Objctive-C Runtime是個執行時的庫,由C和彙編實現。通過Runtime封裝的C結構體和函式可以在程式執行時建立、檢查和修改類以及物件及其方法,甚至可以替換或交換方法的實現。

下面記錄一下關於Runtime的一些基本用法

1)訊息機制

在OOP術語中,訊息傳遞是指一種在物件之間傳送和接收訊息的通訊模式。
在Objective-C中,訊息傳遞用於在呼叫類和類例項的方法,即接收者接收需要執行的訊息。

使用案例

// 通過類名獲取類
Class catClass = objc_getClass("Cat"); 

//注意Class實際上也是物件,所以同樣能夠接受訊息,向Class傳送alloc訊息
Cat *cat = objc_msgSend(catClass, @selector(alloc)); 

//傳送init訊息給Cat例項cat
cat = objc_msgSend(cat, @selector(init)); 

//傳送eat訊息給cat,即呼叫eat方法
objc_msgSend(cat, @selector(eat));

//彙總訊息傳遞過程
objc_msgSend(objc_msgSend(objc_msgSend(objc_getClass("Cat"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init")), sel_registerName("eat"));

2)方法交換 Method Swizzling

Objective-C 提供了一下API用於動態替換類方法或者例項方法的實現:

  • class_replaceMethod 替換類方法的定義
  • method_exchangeImplementations 交換兩個方法的實現(具體使用案例如下)
  • method_setImplementation 設定一個方法的實現

注:class_replaceMethod 試圖替換一個不存在的方法時候,會呼叫class_addMethod為該類增加一個新方法

使用案例

//Cat.m

+ (void)load{
    Method eatMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(eat));
        Method shirtMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(shirt));

    method_exchangeImplementations(eatMethod, shirtMethod);
}

- (void)eat{
    NSLog(@"cat eat....");
}

- (void)shirt{
    NSLog(@"cat shirt....");
}

3)動態載入方法

當呼叫一個未實現的方法,或者說傳送未知的訊息給接收者時候,訊息的接受者會呼叫resolveInstanceMethod

使用案例

// Cat.m

//An Objective-C method is simply a C function that take at least two arguments—self and _cmd. 
void run(id self, SEL _cmd, NSNumber *number){
    NSLog(@"run for %@", number);
}

//收到run:訊息時候,為該類新增一個方法實現
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    if(sel == NSSelectorFromString(@"run:")){
        class_addMethod(self, @selector(run:), run, "[email protected]:@");
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}

//另外針對類方法的為 resolveClassMethod

4)訊息轉發


//  第一步,訊息接收者沒有找到對應的方法時候,會先呼叫此方法,可在此方法實現中動態新增新的方法
//  返回YES表示相應selector的實現已經被找到,或者新增新方法到了類中,否則返回NO
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {
    return YES;
}

//  第二步, 如果第一步的返回NO或者直接返回了YES而沒有新增方法,該方法被呼叫
//  在這個方法中,我們可以指定一個可以返回一個可以響應該方法的物件, 注意如果返回self就會死迴圈
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    return nil;
}

//  第三步, 如果forwardingTargetForSelector:返回了nil,則該方法會被呼叫,系統會詢問我們要一個合法的『型別編碼(Type Encoding)』
//  若返回 nil,則不會進入下一步,而是無法處理訊息
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"[email protected]:"];
}

// 當實現了此方法後,-doesNotRecognizeSelector: 將不會被呼叫
// 在這裡進行訊息轉發
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    // 在這裡可以改變方法選擇器
    [anInvocation setSelector:@selector(unknown)];
    // 改變方法選擇器後,需要指定訊息的接收者
    [anInvocation invokeWithTarget:self];
}

- (void)unknown {
    NSLog(@"unkown method.......");
}

// 如果沒有實現訊息轉發 forwardInvocation  則呼叫此方法
- (void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"unresolved method :%@", NSStringFromSelector(aSelector));
}

注: 『型別編碼(Type Encoding)』

5)動態關聯屬性

物件在記憶體中的排布可以看成一個結構體,該結構體的大小並不能動態變化,所以無法在執行時動態給物件增加成員變數。相對的,物件的方法定義都儲存在類的可變區域中。

如下圖所示為Class 的描述資訊,其中methodList為可訪問類中定義的方法的指標的指標,通過修改該指標所指向的指標的值,我們可以實現為類動態增加方法實現。

因此,我們可以實現動態為一個類增加成員方法,但是卻不能直接為類增加成員變數,這就是category的實現原理。

//<objc/runtime.h>

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

使用案例

//Cat+Extend.h

@interface Cat (extend)

@property(nonatomic, copy) NSString *name;

@end

//Cat+Extend.m

@implementation Cat (extend)

- (void)setName:(NSString *)name{
    objc_setAssociatedObject(self, "name", name, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}

- (NSString *)name{
    return objc_getAssociatedObject(self, "name");
}

@end

6)字典轉模型應用

通過Class的結構體內容,可以看到ivars指標指向包含了類中成員變數的結構體,通過它可以得到類中定義的成員變數,而Objective-C中提供了相應的API方法: class_copyIvarList

//<objc/runtime.h>

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

使用案例

//Cat.h

@property(nonatomic, copy) NSString *cid;

@property(nonatomic, copy) NSString *age;

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict;

//Cat.m

+ (instancetype)modelWithDict:(NSDictionary *)dict{
    id model = [[self alloc] init];
    unsigned int count = 0;

    Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &count);
    for (int i = 0 ; i < count; i++) {
        Ivar ivar = ivars[i];

        NSString *ivarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

        //這裡注意,拿到的成員變數名為_cid,_age
        ivarName = [ivarName substringFromIndex:1];
        id value = dict[ivarName];

        [model setValue:value forKeyPath:ivarName];
    }

    return model;
}

總結
以上就是這篇文章的全部內容了,希望本文的內容對大傢俱有一定的參考學習價值,同時歡迎大家進入小編交流群:624212887,一起交流學習,謝謝大家的支援